【Linux学习】认识计算机组成与理解冯诺依曼体系结构

认识计算机组成与理解冯诺依曼体系结构

  • 一、认识计算机组成
  • 二、理解冯诺依曼体系结构


一、认识计算机组成

我们所认识的计算机,都是由一个个的硬件组件组成。

输入单元:包括键盘,鼠标,扫描仪,写板等
中央处理器(CPU):含有运算器和控制器等
输出单元:显示器,打印机等

什么是计算机呢,通俗来讲就是由输入单元输入,通过计算机的计算,将计算结果显示到输出单元上。
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其中CPU中运算器的功能为对数据进行算术或逻辑运算
CPU中控制器的功能为控制数据什么时候读写到存储器或输出设备、输入设备。

二、理解冯诺依曼体系结构

有了计算机硬件组成的认识,那么数据在计算机中又是如何流通呢?冯诺依曼体系结构做出了对数据流的解释如下:
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用语言来概括即:输入设备将数据输入进物理内存,内存不具备计算能力,故内存再将数据写入到CPU中进行计算,计算完成后的结果再次返回到内存,内存再将数据写入到输出设备中。冯诺依曼规定了硬件方面的数据流向。

但是为什么不直接将数据由输入设备写入CPU呢?
这里由牵扯出一条概念:存储分级
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由上图看出,运算速度越快,其容量越小,运算速度越慢,其容量越大。CPU与内存直接交互,是因为内存的运算速度比外设更快,与CPU的运算速度数量级更为接近,这样来计算机的整体性能就会更好。而如果CPU直接与外设交互,外设的计算速度过于缓慢,CPU等待外设的时间过于长,计算机的整体性能缓慢。这就是存储分级存在的意义。

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